35kV电缆电晕放电的抑制需从电场均匀化、结构优化、环境控制及实时监测四方面综合施策,具体措施如下:
一、电场均匀化:核心解决策略
等电位屏蔽
原理:在电缆芯绝缘表面包覆金属带,并将各相金属带互联,形成等电位体,消除芯间电容效应,避免电场集中。
应用:交联聚乙烯电缆(XLPE)制作时,铜屏蔽层需延伸至三岔口外,防止电场在分叉处畸变。
效果:可降低分叉处电场强度30%以上,彻底消除电晕起始条件。
应力锥与应力材料
热缩/冷缩终端头:采用绕包应力锥或预制应力管,通过材料介电常数梯度分布,平滑电场过渡。
复合应力结构:结合硅橡胶应力锥与高介电常数应力控制管,形成双重电场缓冲层。
数据支撑:实验室测试显示,应力锥可使终端头电场分布均匀度提升85%,电晕发生率降至0.5%以下。
二、结构优化:减少电场集中点
导体表面处理
光滑度要求:导体表面粗糙度需控制在Ra≤3.2μm,避免毛刺或尖角引发局部电场增强。
半导电层剥离:剥离长度需严格按电压等级执行(如20/35kV电缆≥20cm),根部圆整过渡,防止电场在剥离处集中。
终端头设计改进
增容型终端头:采用加大伞裙直径或增加伞裙数量,提升爬电距离,降低雨天电晕风险。
防污型终端头:表面涂覆憎水性涂料(如RTV硅橡胶),减少污秽积聚导致的电场畸变。
三、环境控制:降低电晕触发概率
湿度管理
电缆沟排水:设置排水坡度≥2%,安装渗水井,避免积水导致绝缘受潮。
终端头密封:采用双层密封结构(如硅橡胶密封圈+防水盒),防止潮气侵入。
温度调节
通风设计:电缆沟内设置通风口,保持空气流通,降低局部温度升高引发的电场增强。
热稳定控制:通过红外热成像监测终端头温度,确保不超过允许值(如XLPE电缆长期运行温度≤90℃)。
四、实时监测与维护:预防性干预
在线监测系统
电场传感器:安装分布式电场传感器,实时监测终端头电场强度,超限报警。
局部放电检测:采用超声波或特高频(UHF)传感器,定期检测局部放电信号,提前发现电晕隐患。
定期维护计划
清洁周期:每季度清洁终端头表面污秽,防止积尘导致电场分布变化。
绝缘检测:每年进行一次绝缘电阻测试(如20/35kV电缆绝缘电阻应≥1000MΩ·km),评估绝缘状态。
五、典型案例:某35kV电缆电晕治理实践
问题:某变电站35kV电缆终端头在雨天频繁出现电晕放电,伴随“嘶嘶”声及臭氧味。
诊断:通过红外热成像发现终端头温度异常(局部达85℃),局部放电检测显示放电脉冲频发。
治理:
更换终端头,采用增容型设计并加装应力锥。
电缆沟增设排水坡度及渗水井,降低湿度。
安装电场传感器,实现实时监测。
效果:治理后电晕现象消失,局部放电脉冲减少90%,终端头温度稳定在60℃以下。
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